2019_2020学年高二苏教版生物选修三课件:1.1.1 基因工程的发展历程和工具 .pdf
《2019_2020学年高二苏教版生物选修三课件:1.1.1 基因工程的发展历程和工具 .pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《2019_2020学年高二苏教版生物选修三课件:1.1.1 基因工程的发展历程和工具 .pdf(52页珍藏版)》请在三一文库上搜索。
1、第1课时 基因工程的发展历程和工具 第一章 第一节 基因工程概述 学习导航 1.结合教材P79,简述基因工程的发展历程。 2.结合教材P912,举例说出限制性核酸内切酶和DNA连接酶的 作用、特点。 3.概述质粒的含义、特性及其在基因工程中的作用。 重难点击 基因工程的基本工具的作用和特点。 课堂导入 方式一方式一 抗虫棉的研究开发是我国发展农业转基因技术,打破跨国公司 垄断,抢占国际生物技术制高点的成功事例。抗虫棉的应用使棉铃虫得 到了有效控制,使杀虫剂用量降低了70%80%,有效保护了农业生态 环境,减少了农民喷药中毒事故,为棉花生产和农业的可持续发展做出 了巨大贡献。 师:要实现抗虫基因
2、在棉花中的表达,提前要做哪些关键工作? 生:要将抗虫基因切割下来;要将抗虫基因整合到棉花的DNA上。 师:这里存在一个基因转移的实际问题,就是如何将控制抗虫的基因转 入棉花细胞的问题。 师:中国有句俗语叫“没有金刚钻儿,不揽瓷器活儿”。科学家们在实 施基因工程之前,苦苦求索,终于找到了实施基因工程的三种“金刚钻 儿”,使基因工程的设想成为了现实。这三种“金刚钻儿”是什么?有 什么特点和具体作用?下面我们就来学习这方面的内容。 方式方式二二 科学设想,能否让禾本科植物也能固定空气中的氮?能否让细 菌“吐出”蚕丝?能否让微生物产生人的胰岛素、干扰素等珍贵的药物? 经过多年努力,科学家于20世纪70
3、年代创立了可以定向改造生物的新技 术基因工程。这一技术是在DNA分子水平上进行的,在微小的DNA 分子上进行的操作,需要专用的工具。这些工具是什么?各自的作用是 什么?让我们一起来了解一下吧! 一、基因工程的发展历程 二、基因工程操作的两种工具酶 内容索引 当堂检测 三、基因工程中的工具载体 一、基因工程的发展历程 基础梳理 1.理论与技术基础的发展理论与技术基础的发展 1953年:沃森和克里克建立 结构模型。 1957年:科恩伯格等首次发现 。 1958年:梅塞尔森和斯塔尔发现 的机理。克里克提出 。 DNA聚合酶 DNA分子双螺旋 DNA半保留复制 中心法则 19611966年:尼伦伯格等
4、破译 。 1967年:罗思和赫林斯基等发现运转工具 和 。 1970年:特明和巴尔的摩各自在RNA病毒中发现 酶。史密斯等 人分离到 。 1977年:桑格首次完成基因组的测序工作。 遗传密码 质粒DNA连接酶 逆转录 限制性核酸内切酶 猿猴病毒SV40的DNA 同一种限制性核酸内切酶 噬菌体的DNA DNA连接酶 重组的 分子 成就:世界上首次DNA分子 。 2.重组重组DNA技术的发展技术的发展 (1)1972年科学家伯格等实验 过程 杂种DNA 体外重组 大肠杆菌质粒DNA(含卡那霉素抗性基因) 同一种限制性核酸内切酶 另一种大肠杆菌质粒DNA(含四环素抗性基因) DNA连接酶 _ (2)
5、1973年科学家科恩等实验 重组DNA分子 大肠杆菌 转化 子代大肠杆菌(双重抗性) (3)不同物种间DNA重组实验 过程:非洲爪蟾核糖体蛋白基因的DNA片段大肠杆菌质粒 重组DNA 大肠杆菌 转录出相应 。 成就:打破了传统的种间遗传物质不能交换的重重壁垒,开创了 。 mRNA 基因工程 方法人工“ ”和“ ”等 原理对生物的基因进行改造和 (基因重组) 操作水平 (分子)水平 目的产生人类需要的_ 操作环境_ 优点定向改造生物的_ 3.基因工程基因工程的概念的概念 剪切拼接 重新组合 基因 基因产物 体外 遗传性状 问题探究 1.有性生殖中的基因重组是随机的,且只能在同一物种间进行。基因工
6、 程操作导致的基因重组与前述基因重组有何区别? 答案 答案 答案 基因工程可以在不同物种间进行基因重组,并且方向性强,可 以定向地改变生物的性状。 2.基因工程的理论基础 (1)不同生物的DNA分子能拼接起来的原因分析 基本组成单位相同:都是四种 。 双链DNA分子的空间结构相同:都是规则的 。 DNA碱基对之间的关系相同:均遵循严格的 原则。 (2)外源基因能够在受体内表达,并使受体表现出相应的性状的原因分析 基因的功能特点:控制生物体性状的 单位,具有相对独立性。 遗传信息的传递方向都遵循 。 生物界共用一套 。 脱氧核苷酸 双螺旋结构 碱基互补配对 结构和功能 中心法则 遗传密码 拓展应
7、用 1.科学家们经过多年的努力,创立了一种新兴生物技术基因工程, 实施该工程的最终目的是 A.定向提取生物体内的DNA分子 B.定向地对DNA分子进行人工“剪切” C.在生物体外对DNA分子进行改造 D.定向地改造生物的遗传性状 解析 解析 基因工程能按照人们的意愿通过相关技术操作赋予生物以新的 遗传特性。 答案解析 2.目前,科学家把兔子血红蛋白基因导入大肠杆菌细胞中,在大肠杆 菌细胞中合成了兔子的血红蛋白。下列不是这一先进技术的理论依据 的是 A.所有生物共用一套遗传密码 B.基因能控制蛋白质的合成 C.兔子血红蛋白基因与大肠杆菌的DNA都是由四种脱氧核苷酸构成, 都遵循相同的碱基互补配对
8、原则 D.兔子与大肠杆菌有共同的原始祖先 答案解析 解析 解析 题干表述的是目的基因导入受体细胞并得以表达的过程,目的 基因在不同生物细胞中能够表达出相同的蛋白质,说明控制其合成的 信使RNA上的密码子是共用的,相同的密码子决定相同的氨基酸,A 正确; 基因是通过转录出信使RNA,进而控制蛋白质的合成,B正确; 基因是有遗传效应的DNA片段,只要是双链DNA都遵循碱基互补配对 原则,其组成原料都是四种脱氧核苷酸,C正确; 生物之间是否有共同的原始祖先与转基因技术之间没有必然关系,D 错误。 二、基因工程操作的两种工具酶 基础梳理 1.“分子手术刀分子手术刀”限制性核酸内切酶限制性核酸内切酶(又
9、称限制酶又称限制酶) (1)来源:主要从原核生物中分离出来。 (2)特点:具有 。 识别DNA分子上特定的 序列。 断开每条链中特定部位的两个脱氧核苷酸之间的 。 脱氧核苷酸 特异性(专一性) 磷酸二酯键 (3)识别序列 组成:大多数由 组成。 特点:一般具有 。 (4)作用结果:产生 末端或 末端。 2.“分子针线分子针线”DNA连接酶连接酶 (1)作用:连接DNA分子基本骨架之间的 。 (2)结果:形成重组DNA分子。 6个核苷酸 黏性平口 回文序列 磷酸二酯键 问题探究 1.仔细观察下列两种限制酶作用示意图,尝试回答下列问题: (1)两种限制酶的识别序列和切割位点分别是什么? 答案 答案
10、 答案 EcoR的识别序列为GAATTC,切割位点是在G和A之间。 Hae的识别序列有AGGCCT,切割位点在G和C之间。 (2)由以上分析可知限制酶的作用是什么?有何作用特点? 答案 答案 答案 限制酶的作用是:能够识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列, 并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开。特点 是特异性地识别和切割双链DNA分子。 答案 答案 DNA连接酶的作用部位为,形成了磷酸二酯键。DNA连接酶和 限制性核酸内切酶作用部位都是磷酸二酯键,但作用结果不同,前者是断 裂磷酸二酯键,形成DNA片段,后者是形成磷酸二酯键,连接DNA片段。 2.如图1所示,EcoliDN
11、A连接酶和T4DNA连接酶均可把黏性末端之间的缝 隙“缝合”起来,相当于把梯子两边的扶手的断口连接起来。DNA连接 酶和限制性核酸内切酶的关系如图2所示: 由图可知DNA连接酶的作用部位是“”还是“”,形成了什么化学 键?与限制性核酸内切酶相比作用部位和作用结果有何异同? 答案 答案 答案 不相同。DNA连接酶是将两个DNA片段连接起来,而DNA聚 合酶是将单个的脱氧核苷酸加到已有的DNA片段上。 3.DNA连接酶和DNA聚合酶的异同 (1)DNA连接酶和DNA聚合酶均能形成磷酸二酯键,二者的作用对象 相同吗?为什么? 答案 比较项目DNA连接酶DNA聚合酶 相同点催化两个 之间形成磷酸二酯键
12、 不 同 点 模板 模板需要 为模板 作用对象游离的DNA片段单个的_ 作用结果形成完整的DNA分子形成DNA分子的一条链 用途基因工程DNA分子复制 (2)比较DNA连接酶和DNA聚合酶的异同点 脱氧核苷酸 不需要 DNA的一条链 脱氧核苷酸 4.在右图中标出限制酶、DNA连接酶、DNA 聚合酶和DNA解旋酶的作用部位。 答案 答案 如图所示 答案 限制酶、DNA连接酶和DNA聚合酶作用于a处化学键,而解旋酶作用 于b处化学键。 拓展应用 3.下表为常用的限制性核酸内切酶(限制酶)及其识别序列和切割位点,由此推 断以下说法中,正确的是 注注:Y表示C或T,R表示A或G A.一种限制酶只能识别
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 2019_2020学年高二苏教版生物选修三课件:1.1.1 基因工程的发展历程和工具 2019 _2020 年高 二苏教版 生物 选修 课件 1.1 基因工程 发展 历程 工具
链接地址:https://www.31doc.com/p-4889028.html